题目内容

U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,U、Y在周期表中的相对位置如图1;U元素与氧元素能形成两种无色气体;W是地壳中含量最多的金属元素.
(1)元素Z在周期表中位于第
 
族.我国首创以W组成的金属-海水-空气电池作为能源的新型海水标志灯,它以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使W组成的金属不断氧化而产生电流.只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光.
则该电源负极反应为
 
.

(2)YO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体VO,有关反应的离子方程式为
 
,由此可知YO2和VO还原性较强的是(写化学式)
 
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(3)V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性.
①在微电子工业中,甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂,所发生反应的产物不污染环境,其化学方程式为
 
.
②一定条件下,甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(△H>0)并达平衡后,仅改变如表中反应条件x,该平衡体系中随x递增y递增的是
 
(选填序号).
选项abcd
x温度温度加入H2的物质的量加入甲的物质的量
y混合气体的平均相对分子质量平衡常数K混合气体的密度达平衡时的甲的转化率
③向含4molV 的最高价含氧酸的稀溶液中,逐渐加入Fe粉至过量.假设生成的气体只有一种,请在图2坐标系中画出n(Fe2+)随n(Fe)变化的示意图.
(4)相同温度下,等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KZ和CH3COOK溶液的两种溶液中,离子总数相比较
 
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A.前者多    B.一样多    C.后者多    D.无法判断.
考点:元素周期律和元素周期表的综合应用,化学电源新型电池,化学平衡建立的过程
专题:基本概念与基本理论
分析:U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W是地壳中含量最多的金属元素,则W是Al元素,
U、Y在周期表中的相对位置如图1,根据图知,U为第二周期元素,U元素与氧元素能形成两种无色气体,则U是C元素,Y是S元素,Z的原子序数大于S元素且为短周期主族元素,所以Z是Cl元素,V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性,则V是N元素,甲是氨气,
(1)Z是Cl元素,其原子最外层有7个电子,主族元素原子最外层电子数与其族序数相等;Al、氧气和电解质溶液构成原电池,Al易失电子作负极;
(2)SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体NO,发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀,同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性;
(3)V是N元素,甲是氨气,
①氨气和双氧水发生氧化还原反应生成氮气和水;
②一定条件下,甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(△H>0)并达平衡后,
a.该分解反应是吸热反应,升高温度促进分解,混合物的物质的量增大;
b.升高温度,促进氨气分解;
c.加入氢气,抑制氨气分解,混合气体质量增大,容器体积不变,根据ρ=
m
V
判断;
d.加入氨气,氨气浓度增大,平衡向右移动,但氨气转化率减小;
③含有4mol硝酸的稀硝酸溶液中,逐渐加入Fe粉至过量,发生的反应为Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2,4mol硝酸氧化铁生成硝酸铁时需要1molFe,硝酸铁氧化铁生成硝酸亚铁时需要0.5mol铁,最终生成亚铁离子的物质的量是1.5mol;
(4)相同温度下,等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KCl和CH3COOK溶液的两种溶液中,KCl中存在c(K+)+c(OH-)=c(H+)+c(Cl-),CH3COOK溶液中存在C(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),醋酸钾溶液呈碱性、氯化钾溶液呈中性,据此判断.
解答: 解:U、V、W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W是地壳中含量最多的金属元素,则W是Al元素,U、Y在周期表中的相对位置如图1,根据图知,U为第二周期元素,U元素与氧元素能形成两种无色气体,则U是C元素,Y是S元素,Z的原子序数大于S元素且为短周期主族元素,所以Z是Cl元素,V的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性,则V是N元素,甲是氨气,
(1)Z是Cl元素,其原子最外层有7个电子,主族元素原子最外层电子数与其族序数相等,所以Cl元素位于第VIIA族;Al、氧气和电解质溶液构成原电池,Al易失电子作负极,电极反应式为Al-3e-=Al3+,
故答案为:第VIIA族;Al-3e-=Al3+;
(2)SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体NO,发生氧化还原反应生成硫酸根离子和NO,硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀,反应方程式为3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+,同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,该反应中二氧化硫是还原剂、NO是还原产物,所以二氧化硫的还原性较强,故答案为:3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+;SO2;
(3)①氨气和双氧水发生氧化还原反应生成氮气和水,反应方程式为2NH3+3H2O2=N2+6H2O,故答案为:2NH3+3H2O2=N2+6H2O;
②a.该分解反应是吸热反应,升高温度促进分解,混合物的物质的量增大,所以混合气体的平均分子质量减小,故错误;
b.升高温度,促进氨气分解,所以化学平衡常数增大,故正确;
c.加入氢气,抑制氨气分解,混合气体质量增大,容器体积不变,根据ρ=
m
V
知,其密度增大,故正确;
d.加入氨气,氨气浓度增大,平衡向右移动,但氨气转化率减小,故错误;
故选bc;
③含有4mol硝酸的稀硝酸溶液中,逐渐加入Fe粉至过量,发生的反应为Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O、2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2,4mol硝酸氧化铁生成硝酸铁时需要1molFe,硝酸铁氧化铁生成硝酸亚铁时需要0.5mol铁,最终生成亚铁离子的物质的量是1.5mol,其图象为
,
故答案为:;
(4)相同温度下,等体积、物质的量浓度都为0.1mol/L的KCl和CH3COOK溶液的两种溶液中,KCl中存在 c(K+)+c(OH-)=c(H+)+c(Cl-),CH3COOK溶液中存在C(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),醋酸钾溶液呈碱性、氯化钾溶液呈中性,两种溶液中钾离子浓度相等,c(H+):KCl>CH3COOK,所以CH3COOK溶液中总离子浓度小,故选A.
点评:本题考查较综合,涉及原电池原理、氧化还原反应、离子浓度大小比较等知识点,这些都是考查高频点,明确原电池原理、物质的性质、盐类水解等知识点即可解答,注意(4)中离子浓度大小比较方法,为易错点.
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